Evoluutiobiologia

biologian osa-alue, joka keskittyy erityisesti eliöiden evoluution tutkimiseen
Tämä artikkeli kertoo biologian osa-alueesta. Samannimisestä kirjasta on erillinen artikkeli.

Evoluutiobiologia on biologian osa-alue, joka keskittyy erityisesti eliöiden evoluution tutkimiseen. Keskeisiä tutkimusaiheita ovat esimerkiksi eliöiden syntyperän sekä niiden kehittymisprosessien selvittäminen.[1]

SovelluksetMuokkaa

Katso myös: Jalostus ja Evoluutiolaskenta

Evoluutiobiologiassa käytetyillä käsitteillä ja malleilla, kuten luonnonvalinnalla, on useita sovelluksia.[2]

Jalostus viittaa elävien eliöiden, mikrobien, eläinten tai kasvien kehittämiseen haluttuun suuntaan keinotekoisesti. Tätä on käytetty tuhansien vuosien ajan kasvien ja eläinten domestikaatioon.[3] Tämänkaltaisesta valinnasta on hiljattain tullut merkittävä osa geenitekniikkaa, jossa käytetään antibioottiresistenttien geenien kaltaisia geenitekniikan tekijöitä manipuloimaan DNA:ta. Haluttuja ominaisuuksia omaavia proteiineja kehitetään toistuvien mutaatioiden ja valintojen kierrosten kautta prosessissa, jota kutsutaan ohjatuksi evoluutioksi.[4]

Useat sairaudet eivät ole pysyviä ilmiöitä, vaan kykenevät muuttumaan evoluution myötä. Virukset, bakteerit, sienet ja syövät kehittyvät resistenteiksi immuunijärjestelmille ja lääkeaineille.[5][6][7] Samat ongelmat ilmenevät maanviljelyssä kun käytetään hyönteismyrkkyjä[8] ja herbisideja[9].

Tietojenkäsittelytieteessä aloitettiin evoluution simulointi evoluutioalgoritmeja ja tekoelämää käyttäen 1960-luvulla.[10] Evoluutioalgoritmeista tuli laajalti tunnustettu optimointimenetelmä Ingo Rechenbergin 1960-luvulla tekemän työn johdosta. Hän käytti evoluution strategioita ratkaisemaan monimutkaisia teknisiä ongelmia.[11] Erityisesti geneettiset algoritmit nousivat suosioon John Hollandin kirjoitusten kautta.[12] Käytännön sovelluksiin lukeutuu myös tietokoneohjelmien automaattinen evoluutio.[13] Nykyään evoluutioalgoritmeja käytetään optimoimaan järjestelmiä ja ratkaisemaan moniulotteisia ongelmia tehokkaammin kuin ihmisten kehittämät ohjelmistot.[14]

Katso myösMuokkaa

LähteetMuokkaa

  1. Evolutionary biology Biology Online. 1.7.2021. Viitattu 31.12.2021. (englanniksi)
  2. Bull JJ, Wichman HA: Applied evolution. Annu Rev Ecol Syst, 2001, 32. vsk, nro 1, s. 183–217. doi:10.1146/annurev.ecolsys.32.081501.114020. (englanniksi)
  3. Doebley JF, Gaut BS, Smith BD: The molecular genetics of crop domestication. Cell, 2006, 127. vsk, nro 7, s. 1309–21. PubMed:17190597. doi:10.1016/j.cell.2006.12.006. (englanniksi)
  4. Jäckel C, Kast P, Hilvert D: Protein design by directed evolution. Annu Rev Biophys, 2008, 37. vsk, nro 1, s. 153–73. PubMed:18573077. doi:10.1146/annurev.biophys.37.032807.125832. (englanniksi)
  5. Merlo, LM; Pepper, JW; Reid, BJ; Maley, CC: Cancer as an evolutionary and ecological process.. Nature reviews. Cancer, Joulukuu 2006, 6. vsk, nro 12, s. 924–35. PubMed:17109012. doi:10.1038/nrc2013. (englanniksi)
  6. Pan, D; Xue, W; Zhang, W; Liu, H; Yao, X: Understanding the drug resistance mechanism of hepatitis C virus NS3/4A to ITMN-191 due to R155K, A156V, D168A/E mutations: a computational study.. Biochimica et Biophysica Acta, Lokakuu 2012, 1820. vsk, nro 10, s. 1526–34. PubMed:22698669. doi:10.1016/j.bbagen.2012.06.001. (englanniksi)
  7. Woodford, N.; Ellington, MJ: The emergence of antibiotic resistance by mutation.. Clinical microbiology and infection : the official publication of the European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, Tammikuu 2007, 13. vsk, nro 1, s. 5–18. PubMed:17184282. doi:10.1111/j.1469-0691.2006.01492.x. (englanniksi)
  8. Labbé, P; Berticat, C; Berthomieu, A; Unal, S; Bernard, C; Weill, M; Lenormand, T: Forty years of erratic insecticide resistance evolution in the mosquito Culex pipiens.. PLoS genetics, Marraskuu 2007, 3. vsk, nro 11, s. e205. PubMed:18020711. doi:10.1371/journal.pgen.0030205. (englanniksi)
  9. Neve, P: Challenges for herbicide resistance evolution and management: 50 years after Harper. Weed Research, Lokakuu 2007, 47. vsk, nro 5, s. 365–369. doi:10.1111/j.1365-3180.2007.00581.x. (englanniksi)
  10. Fraser AS: Monte Carlo analyses of genetic models. Nature, 1958, 181. vsk, nro 4603, s. 208–9. PubMed:13504138. doi:10.1038/181208a0. Bibcode:1958Natur.181..208F. (englanniksi)
  11. Rechenberg, Ingo: Evolutionsstrategie – Optimierung technischer Systeme nach Prinzipien der biologischen Evolution (PhD thesis). Fromman-Holzboog, 1973. (saksaksi)
  12. Holland, John H.: Adaptation in Natural and Artificial Systems. University of Michigan Press, 1975. ISBN 0-262-58111-6. (englanniksi)
  13. Koza, John R.: Genetic Programming: On the Programming of Computers by Means of Natural Selection. MIT Press, 1992. ISBN 0-262-11170-5. (englanniksi)
  14. Jamshidi M: Tools for intelligent control: fuzzy controllers, neural networks and genetic algorithms. Philosophical Transactions of the Royal Society A, 2003, 361. vsk, nro 1809, s. 1781–808. PubMed:12952685. doi:10.1098/rsta.2003.1225. Bibcode:2003RSPTA.361.1781J. (englanniksi)

KirjallisuuttaMuokkaa